Analisis ug Pagpuno sa Burnout sa Coil sa Pagsira basi sa Fault sa Energy Storage sa High-voltage SF6 Circuit Breaker
Ang mga high-voltage SF₆ circuit breakers mao ang tulo-ka-phase AC 50Hz outdoor high-voltage electrical equipment. Gigamit nila ang self-energy arc-extinguishing chamber structure ug equipped sila ngadto sa spring operating mechanisms. Ang mga circuit breakers mao nga simple ang structure, convenient ang operation, ug mataas ang safety ug reliability. Taliwala, labi ka gamiton sila alang sa control ug protection sa transmission ug distribution lines ug mahimo usab silang maglingkod isip tie-type circuit breakers.
Ang 110kV system sa usa ka substation gigamit kini nga tipo sa circuit breaker. Apan, samtang mas daghan ang tuig sa operasyon, ang mga imperfections sa secondary circuit gradual nga nadiskubre. Partikular, ang mga faults diin ang closing coil gi-burn out tungod sa mga issues sa energy-storage circuit adunay bisan unsa nga pamaagi. Kini nga artikulo gibuhat og special fault nga nangyari samtang nag-operate kini nga tipo sa circuit breaker isip ektensibo nga analisis ug proposed ang corresponding improvement measures.
1 Fault Phenomenon
Ang 110kV SF₆ circuit breaker sa 220kV substation gigamit ang spring operating mechanism isip energy-storage device. Sa panahon nga ang circuit breaker naka-open state ug ang closing electrical circuit nagpakita normal, ang operating personnel magpadala og closing operation signal. Apan, ang circuit breaker wala mograbes ug adunay burned out ang closing coil. Asa kini nga special fault mograbes samtang tanang closing conditions satisfied? Aron maprevent ang recurrence sa similar faults, kinahanglan ug serious research ug analysis.
2 Fault Analysis
Sa closing control circuit niining tipo sa circuit breaker, ang YF mao ang "local/remote" transfer switch (gipakita sa Figure 1). Sa panahon nga remote closing gikinahanglan, ang positive pole sa operating power supply mopasar pina C7→YF contacts 3 - 4→ang normally closed contacts 31 - 32 sa anti-tripping auxiliary relay 52Y→ang normally closed contacts 21 - 22 sa spring energy-storage relay 99CN→ang normally closed contacts 31 - 32 sa relay 49MX→ang normally closed contacts 31 - 32 sa closing spring status monitoring relay 33HBX→ang normally closed auxiliary contacts 1 - 2 ug 5 - 6 sa circuit breaker→ang closing coil 52C→ang normally closed contacts 31 - 32 sa SF₆ gas low-pressure locking relay 63GLX→ang negative pole sa operating control power supply. Sa panahon nga ang power supply voltage napasa sa closing coil 52C, ang electromagnet mograbes aron mograbes ang circuit breaker.
Batasan sa uban pa sa circuit analysis, aron energized ang closing coil 52C, ang sumala nga apat ka kondisyon kinahanglan matuman:
Ang coils sa 52Y, 49MX, ug 33HBX wala energized, ug ang ilang normally closed contacts 31 - 32 connected sa closing control circuit;
Ang coil sa 99CN wala energized, ug ang iyang normally closed contacts 21 - 22 connected sa closing control circuit;
Ang 52B naka-open position, ug ang iyang normally closed auxiliary contacts 1 - 2 ug 5 - 6 connected sa closing control circuit;
Ang normally closed contacts 31 - 32 sa SF₆ gas relay 63GLX naka-closed, connecting sa closing control circuit.
Pinaagi sa analysis, makita nga samtang matuman ang tanang kondisyon, ang control voltage mapasa sa coil, resulta ang burnout sa closing coil. Sa una nga inspeksyon sa chassis, natukod nga ang SF₆ gas pressure gauge nagpakita normal, apan ang mechanical indication sa closing spring wala nag-energy storage. Asa kini nga closing circuit makapasar samtang walay energy storage? Taliwala, kinahanglan ug further inspection sa closing spring energy-storage circuit.
Gikan sa motor energy-storage circuit sa Figure 1, samtang ang closing spring niining circuit breaker wala energized, ang normally closed contact C - NC sa energy-storage limit switch 33HB nga installed sa back sa circuit breaker mechanism controls ang 99CN ug 33HBX relays sama, connecting ang positive pole sa DC control power supply:
Ang spring energy-storage relay 99CN energized ug operates, ug ang iyang power supply connects ang motor circuit, ug ang closing spring electrically energized para sa energy storage; samantalang ang normally closed contacts 21 - 22 sa 99CN disconnected sa closing control circuit, avoiding ang accidental closing sa circuit breaker samtang ongoing ang spring energy-storage process.
Samtang ang coil sa closing spring status monitoring auxiliary relay 33HBX energized, ang normally closed contacts 31 - 32 sa 33HBX connected sa closing control circuit disconnected. Kini nagensure nga samtang ongoing ang spring energy-storage process, ang secondary closing circuit sa circuit breaker naka-open position, having reliable dual-locking function sama sa normally closed contacts 21 - 22 sa 99CN.
Samtang ang spring energy storage in place, ang mechanical components sa energy-storage mechanism disconnect ang normally closed contact C - NC sa energy-storage limit switch 33HB. Ang coils sa 99CN ug 33HBX lose power, ug ang energy storage ends. Ang normally closed contacts 21 - 22 sa 99CN ug ang normally closed contacts 31 - 32 sa 33HBX connect sa closing control circuit. Gikan sa function sa contacts sa component wiring diagram, lang ang 99CN ug 33HBX relays naka-energized ug activated makaplock ang closing circuit. Taliwala, batasan sa uban pa sa analysis, judged nga ang failure sa normally closed contact C - NC sa energy-storage limit switch 33HB mao ang cause sa motor's inability to store energy.
Ang maintenance personnel buhag ang rear cover plate sa circuit breaker mechanism on-site ug remove ang energy-storage limit switch. Samtang inspeksyon ug measurement, natukod nga ang internal contacts sa energy-storage limit switch 33HB damaged samtang ongoing ang energy-storage process, preventing ang power supply mohumdom pina sa iyang normally closed contact C - NC. Resulta, ang coils sa 99CN ug 33HBX wala makahumdom power. Ang 99CN contactor wala operate, ug ang power supply wala makahumdom sa energy-storage motor. Samtang ang normally closed contacts 21 - 22 sa 99CN ug ang normally closed contacts 31 - 32 sa 33HBX connected sa closing circuit for a long time. Samtang ang spring mechanism sa circuit breaker wala energized ug ang secondary closing circuit conducting, dili lang ang circuit breaker mograbes normal, apan ang closing coil usab burned out.
3 Treatment and Modification
Lang replacing ang energy-storage limit switch wala ma solve ang special fault described niining article. Tungod sa unreasonable design ug imperfect interlocking mechanism, samtang ang energy-storage limit switch damaged, mogresulta kini sa failure sa closing circuit. Taliwala, ang sumala nga modifications gibuhat sa energy-storage ug closing control circuits:
(1) Ang energy-storage limit switch 33HB gisubli isip pair of normally closed contacts ug pair of normally open contacts, sama ang duha ka pairs of contacts mechanically interlocked. Batasan sa characteristics sa travel switch, ang sumala nga modifications gibuhat: Connect ang normally closed contact C - NC sa 33HB sa coil sa 99CN, gipakita sa Figure 2. Kini nga modification retains ang function sa circuit breaker's closing circuit disconnected ug unable to close samtang ongoing ang energy-storage process. Connect ang normally open contact O - NO sa 33HB sa coil sa 33HBX. Samtang ang spring energy storage in place, ang normally open contact O - NO sa 33HB closes to connect ang coil sa 33HBX. Samtang, remove ang normally closed contacts 31 - 32 sa relay 33HBX connected sa closing control circuit ug replace sila ngadto sa normally open contacts 43 - 44 sa 33HBX. Kini nga modification changes from one pair of contacts controlling two relays to each pair of contacts controlling one relay. Kini ensures nga ang closing control circuit wala ma conduct samtang non-energy-storage ug energy-storage processes. Lang samtang ang spring energy storage in place, samtang ang coil sa 33HBX energized ug ang normally open contacts 43 - 44 closes, makapasa ang closing control circuit. Samtang, kini usab reduces ang long-term load sa energy-storage limit switch ug extends ang iyang service life.
(2) Add a time relay T. Connect ang normally closed contacts 31 - 32 sa relay 33HBX in series sa coil sa time relay, ug set ang operating time limit sa time relay to 15s, which is slightly longer than the spring energy-storage time sa circuit breaker. Adding ang time relay can achieve ang sumala: Samtang ang 15s samtang ang spring wala energized ug samtang ongoing ang energy-storage process, ang coil sa 33HBX wala energized, ang normally closed contacts 31 - 32 naka-closed, ug ang time relay sends a signal indicating no energy storage. Samtang ang spring energy storage in place, ang 33HBX energized ug operates, ang normally closed contacts 31 - 32 disconnected, ug ang time relay stops sending ang no-energy-storage signal, indicating nga ang energy storage successful.
4 Conclusion
Kini nga article focus sa modifying ang defects sa control circuit sa 110kV SF₆ circuit breaker. Ang normally open contact sa energy-storage limit switch connected in series sa motor control circuit sa 99CN, ug ang normally closed contact sa 33HBX relay connected in series sa closing control circuit replaced ngadto sa normally open contact. Kini ensures nga lang samtang ang mechanical components press ang energy-storage limit switch 33HB, that is, samtang ang spring energy storage in place ug ang 33HBX relay operates, makapasa ang closing control circuit.
Samtang, ang addition sa time relay provides an alarm function sa energy-storage signal. Ang modified closing control circuit sa circuit breaker not only has a simple ug reliable wiring apan usab helps ang operating personnel quickly determine kon energy storage occurred, effectively preventing ang failure sa coil burnout caused sa lack sa energy storage. Samtang ang modification ug commissioning, ang tanang indicators sa secondary circuit niining tipo sa circuit breaker operate normal, parameter tests correct, ug wala abnormal faults occur samtang opening ug closing operations.
